针对钻井泵缸套活塞偏磨导致活塞寿命偏低,严重影响钻井作业效率的问题,利用球铰连接技术,提出了柔性改进方案。将十字头、中间拉杆、活塞杆和活塞间的三处硬连接中的任意一处改为球铰连接的方式。经理论分析和实践证明,柔性改进方案确实能有效地解决缸套活塞偏磨问题。在某钻井泵上推广使用该技术,取得了良好的效果。

日前,由中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心承担的中国石油重大科技专项“油田用化工新材料产品开发”课题二“油田用密封新材料的开发及应用”研发的钻井泵关键密封件氢化丁腈橡胶(HNBR)材质阀胶皮,在宝鸡石油机械有限责任公司(以下称宝石机械)通过了厂内台架试验,达到了产品出厂技术指标要求。该阀胶皮是采用石油化工研究院自主开发的密封件配方和工艺、自主设计的制品模具(由宝石机械提供阀胶皮结构设计图)。

现有的关于钻井泵活塞皮碗受力情况的相关研究,大多忽略了钻井泵工作过程中活塞缸套与钻井液的流-固耦合作用,得出的结论与实际的受力特性有一定的差别。为研究活塞皮碗的受力情况,通过建立活塞缸套的有限元模型,采用流-固耦合方法来模拟活塞缸套受力特性,同时探讨皮碗过盈量以及唇角尺寸对其密封性能的影响。仿真结果表明:缸套与皮碗接触面之间受力变化规律与缸套内压力变化规律相似;在最大工作压力作用下,缸套内表面和垫圈表面与皮碗接触部位等效应力都较大,但相较于缸套和垫圈,皮碗是活塞密封中最易失效的部件;皮碗的应力主要集中在活塞皮碗的唇部及根部与垫圈接触处,而这也是皮碗易发生失效的2个部位;当皮碗过盈量大于1.0 mm,唇角大于15°时,皮碗唇部会产生向心效应,进而影响皮碗的密封性能。

在液压系统范畴中,液压起升是被广泛探讨与研究的问题之一,该文通过对迅速移运钻井泵组拖撬起升装置的分析和探讨,阐述几种起升装置的结构,进行分析比较,指出各自的优缺点,并对宝石机械有限责任公司ZJ50DBT迅速移运钻井泵拖撬起升装置进行详细分析。

针对现有钻井泵强制润滑系统油压过高和溢流阀溢流严重的问题,应用有限元分析软件Fluent进行润滑管线流道数值模拟计算,对钻井泵的强制润滑管线改进和设计提出建议。

针对钻井泵泵阀使用寿命短且更换次数频繁，严重制约着钻井泵向高压、高冲次及大排量方向发展的现状，利用CFD相关软件对钻井泵在120次/min的额定冲次、阀体锥角为55°的标准泵阀参数及不同锥角、不同冲次情况下泵阀的流场分布情况进行了动态仿真分析。结果表明，随着吸入冲程的进行，流场内最大速度呈现出先增大后减小的趋势;阀隙入口处的流场速度最大，这是阀体锥面底部易产生块状脱落的根本原因;在阀体附近产生较强的漩涡，将带动周围钻井液中的粒子对泵阀及液缸产生强烈的冲蚀作用;随阀体锥角增加和冲次的上升，泵阀内的流场速度分布水平呈上升趋势。

钻井泵是油田重要的机械设备,其故障会影响整个钻井作业。文中总结了钻井泵常见的故障和分类,介绍了振动诊断技术,探讨了振动诊断技术在钻井泵故障诊断中的应用步骤,并通过钻井泵动力端某齿轮故障诊断实例验证了振动诊断效果,指出该技术是一种先进的、智能化的诊断技术,具有一定的工程应用价值。

采用UG建立拖撬梁的三维线模型,导入Workbench中赋予3D梁单元截面和材料特性,在相应空间坐标点施加载荷和约束,有限元分析的方法能准确计算出拖撬各处梁在不同工况下的应力应变情况.同时对拖撬进行校核计算,保证拖撬的可靠性及经济性.

F系列钻井泵的体积和重量比P系列和WF系列钻井泵大,大功率钻井泵尤其如此。根据n S和n2S值不变的原则适当优化了F系列钻井泵的结构主参数;同时,从结构优化设计角度,对机架、曲轴、液缸等零部件进行优化或创新设计。综合应用参数和结构优化措施,使F系列钻井泵体积减小、重量减轻17%左右。

针对油田钻井泵用灌注增压泵在钻井全周期内一直处于开启状态而造成的能源浪费和灌注增压泵过度消耗的问题,分析影响钻井泵正常吸入的因素,提出选择开启灌注增压泵最佳时机的计算方法。该方法为油田作业现场灌注增压泵的开启提供参考依据,实现灌注泵的间断性工作,从而达到节能减排的效果。